氧气的制造，工业上常利用压缩液态空气制氧，利用各气体溶沸点不同，从而制得氧气，实验室常加热高锰酸钾（KMnO4）或分解双氧水（H2O2）制氧。
4.二氧化碳
二氧化碳化学式为CO2，碳氧化物之一，属于一种无机物，常温下是一种无色无味气体。
二氧化碳密度约为1.98克/升，大于空气的密度，熔点约为零下57℃(5270帕)，沸点约零下78℃(升华)，临界温度在31℃左右（每种物质都有一个特定的温度，在这个温度以上，无论怎样增大压强，气态物质不会液化，这个温度就是临界温度）。
二氧化碳能溶于水。20℃时，每100体积水可溶88体积二氧化碳，一部分二氧化碳跟水反应生成碳酸。碳酸是种极不稳定的二元酸，易分解为二氧化碳和水。
二氧化碳的化学性质稳定，没有可燃性，一般不支持燃烧。常温下密度比空气略大，受热膨胀后则会聚集在上方。但活泼金属可在二氧化碳中燃烧，如点燃的镁条可在二氧化碳中燃烧，生成氧化镁和碳。
二氧化碳无毒，但空气中二氧化碳含量过高时，也会使人因缺氧而发生窒息，而且会产生“温室效应”，致使全球变暖，从而使气候分布发生迁移并造成冰川融化，对人类造成危害。绿色植物能将二氧化碳和水在光合作用下合成有机物（葡萄糖等）。
在自然界中，二氧化碳为大气组成的一部分，约占大气总体积的0.03％，人呼出的气体中二氧化碳约占4％。二氧化碳也包含在某些天然气或油田伴生气中以及碳酸盐形成的矿石中。
实验室中，人们常用盐酸跟大理石反应制取二氧化碳。工业上，则用煅烧石灰石或从酿酒的发酵气（利用微生物的无氧呼吸）中来获得二氧化碳。二氧化碳是酸性氧化物，酸性氧化物是指和碱反应生成盐和水的非金属氧化物或是某些酸的酸酐。二氧化碳可跟碱或碱性氧化物反应生成碳酸盐，跟氨水反应生成碳酸氢铵。
二氧化碳与水反应所生成的酸性物质碳酸，能使紫色的石蕊变红。加热变红的紫色石蕊后又能变回紫色。具体反应如下：
H2O+CO2=H2CO3
H2CO3=H2O+CO2↑
二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，生成碳酸钙沉淀，可以用此来判断集气瓶内气体是否有二氧化碳。具体反应如下：
Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O
二氧化碳的用途很广泛。
二氧化碳在焊接领域应用广泛。如二氧化碳气体保护焊，是目前生产中应用最多的方法。
由于二氧化碳不支持燃烧，而且比空气密度大，因此常用来做灭火器，例如干粉灭火器、泡沫灭火器等。
固态二氧化碳俗称干冰，升华时可吸收大量热，因而用来制冷剂，如人工降雨，也常在舞美中用于制造烟雾。
二氧化碳可用于制造碳酸氢铵、小苏打、纯碱、尿素、铅白颜料、饮料以及铸钢件的淬火。
二氧化碳是绿色植物光合作用不可缺少的原料，温室中常用二氧化碳作为肥料。
第三节水和常见的溶液
1.水
水是我们司空见惯的物质。一般纯净的水是无色、无味、无嗅的透明液体。
水在1个标准大气压时，温度在0℃以下为固体（固态水），0℃为水的冰点。水在0℃～100℃之间为液体，100℃以上为气体，100℃为水的沸点。
纯水在0℃时密度约为999.87千克/立方米，在沸点时水的密度为958.38千克/立方米。水在4℃时密度最大，约为1000千克/立方米。
水是一种常见溶剂，其化学式为H2O，由氢、氧两种元素组成。自然界中以固、液、气三态存在，一般为混合物。液态形式的水最为常见，例如：海水、雨水、矿泉水、湖水、纯净水等。
水很稳定，在1000℃以上才开始分解。水跟较活泼金属或碳反应时，表现氧化性，氢被还原成氢气。
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
Mg+2H2O﹦Mg(OH)2+H2↑
最活泼的非金属氟（F）也可与水反应，水表现出还原性。
2F2+2H2O=4HF+O2↑
水在电流作用下，分解生成氢气和氧气，为增强导电性，需加硫酸或氢氧化钾，工业上用此法制纯氢和纯氧。
2H2O=2H2↑+O2↑
水还可以跟活泼金属的碱性氧化物、大多数酸性氧化物以及某些不饱和烃发生水化反应。
Na2O+H2O=2NaOH
CaO+H2O=Ca(OH)2
SO3+H2O=H2SO4
P2O5+3H2O=2H3PO4
水还进行一些水解反应：如氮化物水解和碳化钙水解。
Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑
CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2↑
2.水的净化及其方法
水的净化主要包括沉淀、过滤、蒸馏等。
沉淀是发生化学反应时，生成了不溶于反应物所在溶液的物质。事实上沉淀多为难溶物。从表面意思理解，就是指有一种物质由于密度比它所在的溶剂或溶液大且又不溶于它们，从而沉了下去。例如，水的净化，先将原水静置，待大颗粒杂质沉淀后，向水中加入一些化学物质，使可溶性杂质沉淀，也就是消毒。
过滤是指从现有的一批物质中，筛选出符合条件的可溶物，去掉不符合条件的另一部分不溶物，过滤不能取出可溶物，可溶物只能采取蒸发的方法。这一方法就是利用物质的溶解性差异，将液体和不溶于液体的固体分离开来的一种方法，如用过滤法除去食盐中少量的泥沙。
过滤是化学实验中常见的一种实验方法。实验原理：利用滤纸使溶液中的杂质悬浮，得到纯净的滤液；所需仪器：铁架台（含铁圈）、玻璃棒、大小烧杯、漏斗、滤纸、剪刀。实验步骤：（1）连接好仪器。（2）过滤时用玻璃棒引流，将溶液顺着玻璃棒注入烧杯（玻璃棒底端要靠三层滤纸那面，防止撞破滤纸）。（3）过滤后若滤液不够澄清，可多过滤几次。（4）实验结束后整理仪器，清洗后放置。整个实验过程中，要遵守几个原则：滤纸低于漏斗边缘，液面低于滤纸边缘，漏斗下端紧贴烧杯内壁，上面小烧杯紧靠玻璃棒，滤纸要紧贴漏斗内壁，玻璃棒紧靠滤纸（即所谓的“一贴、二低、三靠”）。
在整个实验过程中，玻璃棒起到重要的作用：溶解时搅拌，加快溶解；过滤时，引流；蒸发时，搅拌使受热均匀。
蒸馏是利用液体混合物中各组分挥发度的差别，使液体混合物部分汽化并随之使蒸气部分冷凝，从而实现其所含成分的分离。这种方法广泛应用在炼油、化工、轻工等领域。
3.溶剂、溶液和溶质
（1）什么是溶剂
习惯上，人们把气体和固体叫溶质，液体叫溶剂。对于两种液体所组成的溶液，通常把含量较多的组分叫溶剂，含量较少的组分叫溶质。
溶剂通常是透明、无色的液体，它们大多都有独特的气味。在日常生活中，最普遍的溶剂是水。
溶剂通常拥有比较低的沸点，它容易挥发，或是可以由蒸馏来去除，从而留下被溶物。因此，溶剂不可以与溶质产生化学反应。它们必须为惰性的。
溶液的浓度取决于溶解在溶剂内的溶质的多少。
（2）溶剂的分类
溶剂分为无机溶剂和有机溶剂两大类。
水是应用最广泛的无机溶剂，酒精、汽油、氯仿及丙酮等包含碳原子的有机化合物是常用的有机溶剂。
有机溶剂主要用于干洗（例如四氯乙烯），作涂料稀释剂（例如甲苯、松节油），作洗甲水或去除胶水（例如丙酮、醋酸甲酯、醋酸乙酯），除锈（例如乙烷），作洗洁精（例如柠檬精），用于香水（例如甘油）和用于化学合成等。
利用溶质在溶剂中的溶解度不同，溶剂可从混合物中萃取可溶化合物。例如，碘在四氯化碳中的溶解度大于在水中的，因此四氯化碳可以从碘的水溶液中萃取出来，最普遍的例子是以热水冲泡咖啡或茶。
有机溶剂多数是容易燃烧的，当溶剂蒸气在空气中达到一定浓度时，就会发生爆炸，因此必须注意溶剂的安全性。
大部分有机溶剂都有一定的毒性，危害人体健康，污染生态环境，应引起足够重视。所以，生产和使用有机溶剂时，要加强密闭和通风，减少有机溶剂的逸散和蒸发。采用自动化和机械化操作，可以减少人员直接接触的机会。
应使用个人防护用品，如防毒口罩或防护手套。皮肤黏膜受污染时，应及时冲洗干净。
不用污染的手进食或吸烟，勤洗手、洗澡与更衣。应定期进行健康检查，及早发现中毒征兆，进行相应的治疗和严密的动态观察。
（3）溶解
溶解就是一种物质（溶质）分散于另一种物质（溶剂）中成为溶液的过程。如食盐或蔗糖溶解于水而成水溶液。从微观上说，溶解就是一种分子通过不断运动扩散到另一种分子中的过程。
物质溶解于水，通常经过两个过程：
一个是溶质分子（或离子）的扩散过程，这种过程需要吸收热量。
另一个是溶质分子（或离子）和溶剂（水）分子作用，形成溶剂（水合）分子（或水合离子）的过程，这种过程需要放出热量。
当放出的热量大于吸收的热量时，溶液温度就会升高，如浓硫酸、氢氧化钠、氧化钙（生石灰）等；当放出的热量小于吸收的热量时，溶液温度就会降低，如硝酸铵等；当放出的热量等于吸收的热量时，溶液温度不变，如盐、蔗糖。
一些溶质溶解后，会改变原有溶剂的性质。如氯化钠溶解在水中，电离为钠离子与氯离子，因此形成的溶液具有导电性（纯水不导电）。氧化钙溶入水中形成氢氧化钙，电离成钙离子和氢氧根离子也能导电。
溶解度是指在一定的温度下，某物质在100克溶剂(通常是水)里达到饱和状态时所溶解的质量。溶解性是指物质在溶剂里溶解能力的大小。
饱和溶液是指在一定温度下，溶质放入溶剂中溶解的量达到最大时的溶液(如果是液体与液体的溶液则是无限的，如酒精与水的溶液)。
如果在同一温度下，某种溶质还能继续溶解的溶液(即尚未达到该溶质的溶解度的溶液)，叫不饱和溶液。溶解过程是一个双向的过程，一方面溶质颗粒不断溶解；另一方面是溶解后的溶质不断结晶的过程。当溶解反应与结晶反应平衡时，便形成饱和溶液。
过饱和溶液是指溶液中所含溶质的量，大于在这个温度下饱和溶液中溶质的含量的溶液（即超过了正常的溶解度）。溶液中必须没有固态溶质存在，这样才能产生过饱和溶液。
过饱和溶液的性质不稳定，如果在此溶液中加入一块小的溶质晶体（作为“晶种”），就能引起过饱和溶液中溶质的结晶。
溶质质量分数表示溶液中溶质含量的多少，溶质质量分数越大，表示溶液越浓。即一定温度下，同种溶质的饱和溶液比不饱和溶液要浓。
在一定的温度下，当某种溶质的溶液达到饱和时，该溶液的溶质质量分数达到最大值。
溶质质量分数的计算公式（注意：一定是溶质除以溶液）是：
溶质的质量分数=（溶质质量/溶液质量）×100％=〔溶质质量/（溶质质量+溶剂质量）〕×100％例如，在20℃时，在100克水中最多可溶解食盐36克，那么20℃时饱和食盐水的溶质质量分数为(36÷136)×100％=26.47％配制一定溶质质量分数的溶液的方法（以配制100克溶质质量分数为8％的食盐水为例）：所需仪器：天平、烧杯、量筒、玻璃棒、镊子或纸槽。
